Требуемая емкость с1 конденсатора с1 получается при параллельном соединении емкостей 2000 и 100 пФ, а конденсатора с2 - 6200 и 100 пФ.

6. Проверяют длительности фронта и среза импульса t_ф1 и t_с1, t_ф2 и t_с2:

Таким образом, полученные значения t_ф1 и t_с1 не превышают заданных.

Ждущий мультивибратор. Наибольшее распространение имеет ждущий мультивибратор с эмиттерной связью (рис. 32), временные диаграммы напряжения которого показаны на рис. 33.

Выходные импульсы снимаются с коллектора транзистора VТ2. Они имеют отрицательную полярность и лучшую форму по сравнению с импульсами на коллекторе транзистора VТ1.

Расчет ждущего мультивибратора производится для следующих исходных данных:

амплитуда выходных импульсов U_Ки = 9 В;

длительность импульса t_и = 20 мкс;

период следования импульсов Т=120 мкс;

максимальная температура окружающей среды t^о_окр= +40°С.

Порядок расчета:

1. Выбор транзистора определяется теми же параметрами, что и в мультивибраторе. Предельная частота . Так как , то

.

Напряжение источника питания Е_К=1,1(U_Ки+U^/₁), где U^/₁ - напряжение на резисторе R1 до додачи входных импульсов.

Обычно принимают U^/₁ ≈ (0,2÷0,3) Е_К. Поэтому выбирают U^/₁ ≈ 0,25Е_К, и тогда Е_К≈1,5U_Ки = 1,5·9=13,5 В. Принимают Е_К=14,5 В.

Следовательно, U_КБмакс=2Е_К=2·14,5=29 В. Требуемый коэффициент передачи по току

.

В ждущих мультивибраторах К_нас≈1,2÷1,4. Тогда . По рассчитанным параметрам подходит транзистор МП20А, который был использован в расчете мультивибратора.

2. Рассчитывают сопротивления резисторов R_к2 и R1. Определяют допустимый ток коллектора транзисторов VТ2 в режиме насыщения при заданной температуре t^о_окр= +40°С:

.

Т огда

.

Принимают R_к2= 270Ом.

Вычисляют R₃ по формуле

, принимают R₃=82 Ом

3. Сопротивление резистора R_к1=(2÷3)R_к2=(2÷3)270=(540÷810) Ом, принимают R_б=750 Ом.

4. Сопротивление R₁ резистора R1 определяют из неравенства

, принимают R₁=18 кОм.

Сопротивление резистора

, принимают R₂=5,6 кОм.

5. Сопротивление R_б2 резистора R_б2

, принимают R_б2=10 кОм.

Проверяют влияние обратного тока коллектора на длительность импульса:

.

Таким образом, влияние будет незначительным.

6. Емкость конденсатора С

,

принимают С=750 nФ.

7, Проверяют длительности фронта и среза импульса. Длительности t_ф≈t_с≈3τ_α=3 . При таких значениях t_ф и t_с форма импульса будет вполне удовлетворительной.

8. Время восстановления, т. е. время заряда емкости С после окончания обратного переброса

.

Проверяют, успевает ли зарядиться емкость С до прихода следующего импульса t_п=Т-t_и=120-20=100 мкс. Следовательно, t_в<<t_и схема будет успевать возвращаться в исходное состояние задолго до прихода следующего импульса. Поэтому можно несколько увеличить сопротивления резисторов R_к1 и R_к2 с тем, чтобы облегчить режимы работы транзисторов.

9. Выбор сопротивления резистора R, емкости конденсатора С_р и диода VD.

Сопротивление резистора выбирается из условия R≥(5÷6)R_к1. Такой выбор обеспечивает малое влияние этого резистора на процесс переброса схемы. Следовательно,

R≥(5÷6)·750=3,75÷4,5 кОм, принимают R=4,3 кОм.

Емкость С_р должна за промежуток времени между входными импульсами успевать разрядиться. Поэтому постоянная разряда этой емкости должна быть в несколько раз меньше периода следования импульсов. Обычно принимают

.

В этом выражении R_и - сопротивление источника сигнала. Если оно заранее неизвестно, то его можно принять равным 1 кОм, а при настройке схемы уточнить и внести поправку на значение С_р:

,

принимают С_р=4300 nФ.

Диод выбирается по значению допустимого обратного напряжения. В данном случае подходят диоды Д9В, Д9Г, Д9Д, Д9И и Д9К, у которых максимальное обратное напряжение U_{обр.макс} =30В>2Е_к.

Автоколебательный блокинг-генератор (БГ)(рис. 34). Исходные данные:

амплитуда выходных импульсов U_вых.и=8 В;

длительность импульса t_и=12 мкс;

период следования импульсов Т=400 мкс;

длительности фронта и среза импульса t_ф.аt_с.а≤1,2 мкс;

сопротивление нагрузки R_н=1000 Ом;

емкость нагрузки С_н=100 nФ;

максимальная температура окружающей среды t^о_окр=40^оС.

1 . Выбор типа транзистора является наиболее сложной задачей при расчете БГ. Это обусловлено тем, что длительность импульса зависит от постоянной времени накопления τ_н, значение которой в справочных данных не указывается, а у конкретного экземпляра транзистора ее можно приближенно определить лишь экспериментальным путем. Кроме того, сложная связь t_и со многими параметрами схемы не позволяет использовать общее уравнение, а аналитические зависимости получены только для частных случаев: 3τ_н<t_и<τ_с; t_и>3τ_н; t_и>τ_с и t_и<<τ_L; τ_н>>τ_с, t_и<<τ_L. В этих неравенствах: τ_с=R_вхС - постоянная времени заряда емкости С (R_вх - входное сопротивление транзистора схемы с ОЭ при большом сигнале, практически равное объемному сопротивлению базы r^/_б); - постоянная времени индуктивности намагничивания L_μ, ; в расчете будет рассмотрен первый случай. Методика расчета других случаев аналогична.

Транзистор выбирается по двум параметрам: по предельной частоте f_h21Б или по граничной частоте f_т и по допустимому напряжению U_КБмакс. Рассмотрим выбор транзистора по допустимому напряжению:

,

где - коэффициент трансформации импульсного трансформатора (ИТ).

Выбирают n_н≈1. При выборе необходимо учитывать, что большие значения n_н вызывают увеличение коллекторного тока, а малые - увеличение напряжения Е_к, и, следовательно, U_КБмакс. Можно рекомендовать 0,5≤n_н≤3.

Таким образом, Е_к≈1,2∙8/1=9,6 В. Принимают Е_К=10 В и поэтому U_КБмакс≥20 В. Выбор по частоте производится на основании следующих соображений. При формировании относительно длинных импульсов при t_ф≥0,5 мкс необходимо выбирать низкочастотные транзисторы, для которых τ_н≈(0,5÷1,0)τ_β. Поэтому, полагая t_и>3τ_н и t_ф≤0,1t_и, находим:

.

Для генерирования коротких импульсов (t_ф≤0,5 мкс и t_и≤5 мкс) требуется применять высокочастотные транзисторы. В этом случае τ_н≈(2÷7)τ_β и . Таким образом, требуемое значение

.

По рассчитанным значениям U_КБмакс и f_h21Б выбирают транзистор МП41, у которого U_КБмакс=-20 В, U_ЭБмакс≈6 В, I_КБО =15 мкА, I_кмакс=150 мА, f_h21Б=l МГц, С_К=60 nФ, r^/_б=220 Ом.

2. Выбор коэффициента трансформации n. Определяют оптимальное значение

,

где ,

С₀ ≈ С^/_н + С^/_п.

Учет паразитной емкости С^/_п весьма сложен. Поэтому при расчете можно ориентировочно принять С₀ ≈ 2С^/_н ≈2n_нС_н=2∙1∙100×10^-12=200 nФ. Следовательно,

.

Поскольку зависимость выходных параметров БГ от значения n_опт не резко выраженная, то с конструктивной точки зрения удобно принять n≈0,5.

3. Емкость С выбирается по условию

.

Принимают С=0,06 мкФ (C=C₁+C₂=0,05+0,01). Влияние емкости С не будет сказываться на длительности фронта импульса, если ее минимальное значение выбирать по условию

,

где ;

;

;

;

;

Таким образом: .

4. Постоянная времени заряда конденсатора

.

5. Индуктивность намагничивания L_μ≈L₁ и отсюда:

,

где

.

Для выбранного транзистора принимают:

;

;

.

6. Максимальное значение коллекторного тока

меньше допустимого значения (150 мА). Если бы оказалось, что рассчитанное значение коллекторного тока больше допустимого, то и необходимо в цепь базы включить дополнительный резистор R_д≈2r^/_б (рис. 34) и сделать новый расчет, заменяя во всех формулах R_вх на R=r^/_б +R_д. Большим R_д выбирать нецелесообразно, так как при этом сильно увеличивается длительность фронта импульса.